JP4304111B2 - 電気接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、電気接続箱に関する。

従来、自動車等に装備される電気接続箱の一例として、特許文献１に開示のものが知られている。このものは、ケース内に、バスバーをモールド被覆してなる方形扁平状の基部とこの基部の四つの側縁の夫々に固定されるコネクタ部とを備え、各コネクタ部に収容された端子がバスバーの端部に接続されるようになっている。各コネクタ部には内側に端子を突出してなるフードが設けられており、各フード内に相手側コネクタが嵌合することで、電線の端末に接続された相手側端子と前記端子とが電気的に接続されるようになっている。
特開２００１−２５１３７公報

上記の場合には、各フードが四方に向けて開口していたため、各々異なる方向から対応する相手側コネクタを嵌合させる必要があった。そうすると、相手側端子に接続された電線が電気接続箱から四方に分散して引き出されるため、電線の取り回しに難渋するという問題があった。
また、フードが四方に向けて開口していると、いずれかのフード内への浸水の可能性が高くなる懸念もあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電線の取り回しを良好にすることを目的とする。また、他の目的は、防水性を確保することにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、回路基板を内蔵したケースと、前記回路基板上に設けられ少なくとも相手側コネクタとの嵌合部が前記ケースの外面に露出する複数のコネクタ部と、各コネクタ部に端部を収容させるとともに前記回路基板の導通路と接続される導電部材とを備えた電気接続箱において、前記各コネクタ部は、前記相手側コネクタに対する嵌合方向を前記回路基板と平行かつ同一方向に向けており、前記回路基板は縦置きとされ、前記各コネクタ部は、フード状に形成され、その内側に前記導電部材の端部を突出させており、かつ、その開口を下方に向けた状態で配されており、前記各コネクタ部は、前記回路基板の上下に分かれて配されており、前記各コネクタ部のうち前記回路基板の下方に位置するコネクタ部は、上方から視ると前記回路基板の上方に位置するコネクタ部の陰に隠れるように配されており、前記回路基板の上方に位置するコネクタ部は、ヒューズボックスとハウジング部とに分割可能とされており、前記ハウジング部は、前記ヒューズボックスにビス止めにより組み付けられることにより、前記回路基板の上方に位置するコネクタ部内に前記導電部材の端部を突出して配すると共に、前記ヒューズボックスから露出している構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記導電部材は曲げ加工により折り返されて前記コネクタ部内に端部が突出しているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記導電部材は、バスバーと前記コネクタ部に収容される端子とから構成され、前記バスバーに前記端子を溶接もしくは圧接によって連結しているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記導電部材は、バスバーと前記コネクタ部に収容される端子と両者をつなげる中継部材とから構成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
各コネクタ部は相手側コネクタに対する嵌合方向を基板と平行かつ同一方向に向けているから、相手側コネクタから導出される電線を基板と平行かつ同一方向に引き出すことができ、電線を具合よく取り回すことができる。その結果、引き出された電線群を一つに束ねる等の作業を容易に行うことができる。

また、基板は縦置きとされ、各コネクタ部はフード状に形成され、その開口を下方に向けた状態で配されているから、仮にケースに上方から水がかかっても、コネクタ部内への浸水は回避でき、防水性を確保できる。

また、各コネクタ部が回路基板の上下に分かれて配されているから、上方に位置するコネクタ部から延出する電線群と下方に位置するコネクタ部から延出する電線群の双方の引き出しを同一ライン上に揃えることができ、各電線群を一つに束ねる等の作業を難なく行える。

また、下方に位置するコネクタ部は上方から視ると上方に位置するコネクタ部の陰に隠れるように配されることにより、仮にケースに水がかかっても、かかる水は、上方に位置するコネクタ部からしたたり落ちて、下方に位置するコネクタ部に接触する可能性は低いから、下方に位置するコネクタ部の防水性をより良好に保てる。

＜請求項２の発明＞
導電部材は曲げ加工により折り返されてコネクタ部内に端部が突出しているから、かかる折り返し形状を形成するに際し、導体間の接点を設けなくて済み、接触抵抗の発生を回避できる。

＜請求項３の発明＞
導電部材の曲げ加工が困難な事情がある場合には、バスバーに端子を溶接もしくは圧接によって連結することにより、折り返し形状等の種々の形状を形成することができ、設計の自由度を高めることができる。

＜請求項４の発明＞
導電部材の曲げ加工が困難な事情がある場合には、バスバーと端子と両者をつなげる中継部材とで導電部材を構成することにより、折り返し形状等の種々の形状を形成することができる。また、導体間の溶接等をなくすことで、作業負担の軽減にもなる。

本発明の実施形態を図１ないし図１７に基づいて説明する。図１には、本実施形態にかかる電気接続箱Ｂの全体を示す。電気接続箱Ｂは、ロアケース１０とカバー３０とからなるケースと、ケース内に収容される回路構成体５０とを備える。なお、以下の説明においては、図１ないし図１５の左側を前方とし、上下方向については図１ないし図１５を基準とする。

ロアケース１０は、上面開口の箱型に形成され、周壁に相当する枠体１１と底壁に相当する放熱板１２とから構成される。枠体１１は、図１０に示すように、合成樹脂材により多角形状に形成され、その内側面のコーナー部等にカバー３０及び下側コネクタ部２０を載置するための支持柱１３が立てられている。放熱板１２は、図１１に示すように、リレー等の電気部品１４から発生する熱を放熱するためのものであって、アルミ等の金属材により平板状に形成されている。放熱板１２の周縁部には間隔をあけて複数のビス孔１９が設けられており、このビス孔１９に通されるビスにより放熱板１２が枠体１１に固定される。また、放熱板１２の後端縁からは取付片１６がケース外方へ延出して設けられ、図１８に示すように、この取付片１６が車両パネル９０に取付けられてボルト９１により固定される。さらに、放熱板１２の表面には、後述する下側コネクタ部２０に収容された端子２１の先端部を逃すための逃し凹部１７が設けられている。

カバー３０は、合成樹脂材によって形成され、図１２に示すように、回路構成体５０の上方を覆いつつロアケース１０に組み付けられる。カバー３０の前後両面は開口しており、各開口を塞ぐようにして下側コネクタ部２０及び上側コネクタ部６０が装着される。下側コネクタ部２０及び上側コネクタ部６０は、夫々、相手側コネクタ（図示せず）に対する嵌合部をカバー３０の開口からケース外に露出させている。カバー３０の左右の両側面には撓み可能なロック片３１が設けられ、このロック片３１が枠体１１に設けられたロック突部１８と弾性的に係合することで、カバー３０がロアケース１０に仮止めされる。また、カバー３０の後端両側部には取付部３３が設けられており、図１６に示すように、この取付部３３の係合孔３４から対応する支持柱１３のねじ孔へビス９２が螺挿されることで、カバー３０がロアケース１０に固定される。

一方、回路構成体５０は、図９に示すように、表面に直方体状をなすリレー等の電気部品１４が実装された回路基板５１と、回路基板５１の裏面側に配置されるバスバー５２と、バスバー５２と回路基板５１との間に介設される絶縁シート材５３とから構成される。回路基板５１の表裏両面には導電路が設けられ、この導電路の所定位置にリレー等の電気部品１４が半田付けにより接続される。

バスバー５２は、導電性金属板を打ち抜くとともに所定形状に曲げ加工を施す等して形成される。このバスバー５２は、回路基板５１の裏面に沿って並列状に配され、その先端部が回路基板５１の後端外方に露出している。バスバー５２のうちの一部（図７に示すＡ群）は回路基板５１の表面側において二度の直角曲げによりその先端部が後方へ向けてほぼ水平に突出し、かつ、ヒューズ差し込み用のスリット５６が設けられている。また、特定のバスバー５２（図７に示すＢ群）はさらなる二度の内側への直角曲げにより略コの字に折り返されてその先端部が前方へ向けてほぼ水平に突出している。

絶縁シート材５３は、図３に示すように、回路基板５１の外形と対応する形態とされ、回路基板５１のスルーホール５４と連通可能でかつバスバー５２がその下方を通過する貫通孔（図示せず）を有している。かかる絶縁シート材５３は、回路基板５１の裏面側とバスバー５２の表面側とに接着されて回路基板５１とバスバー５２とを一体的に貼着する一方、貫通孔５５を介して半田付けすることにより、回路基板５１とバスバー５２とを電気的に接続することもできる。

また、回路基板５１の後端側（使用状態を考慮すると上端側となる）には上側コネクタ部６０が設けられているとともに、回路基板５１の前端側（同じく使用状態を考慮すると下端側となる）には下側コネクタ部２０が設けられている。このうち上側コネクタ部６０はヒューズボックス６１とハウジング部６２とに分割可能とされる。
ヒューズボックス６１は、図１３に示すように、合成樹脂材によってケースの後端縁ほぼ全幅を被覆可能な長さをもって形成され、バスバー５２の先端部を覆いつつ後方からケースの後端縁にビス止めによって組み付けられる。このヒューズボックス６１は、幅方向両端部にて縦長に設けられた第一及び第二のフード部６３、６４と、第一のフード部６３に隣接して幅広に設けられたヒューズ装着部６５と、ヒューズ装着部６５と第二のフード部６４との間に介在するバスバー収容部６６とからなる。

ヒューズボックス６１がケースに組み付けられると、図１６に示すように、バスバー収容部６６及び第一及び第二のフード部６３、６４に略コの字をなすバスバー５２（図７に示すＢ群）の先端部が収容される。バスバー収容部６６には略コの字状の位置決め溝７７が内壁全域に亘って設けられており、この位置決め溝７７に沿ってバスバー５２の先端部が位置決め保持されるようになっている。そして、第一及び第二のフード部６３、６４の内側には前方から相手側コネクタ（図示せず）が嵌合され、この相手側コネクタに収容された相手側端子と対向する前記バスバー５２の先端部が電気的に接続される。第一のフード部６３の内側には発電機側の電力を供給する相手側コネクタが嵌合され、第二のフード部６４の内側にはバッテリー側の電力を供給する相手側コネクタが嵌合される。

ヒューズ装着部６５は、横長のブロック状に形成され、その内部には高さ方向に二段でかつ幅方向に複数列の端子装着孔６７が設けられている。このうち下側の端子装着孔６７にはバスバー５２（図７に示すＡ群）の先端部が圧入により装着され、上側の端子装着孔６７には細帯状の端子６８が圧入によって装着される。なお、図１３にはヒューズ装着部６５の端子装着孔６７に端子６８が組み込まれた後の状態が描かれている。
上側の端子装着孔６７に装着される端子６８は、カバー３０の上方に突出して配され、その先端部にヒューズ差し込み用のスリット６９が設けられている。この端子６８のスリット６９とバスバー５２のスリット５６との間にヒューズ８０が差し込まれることで、この端子６８とバスバー５２との間が電気的に接続される。

ハウジング部６２は、図１５に示すように、合成樹脂材によって形成され、その前面に夫々前後に開口するフード状のコネクタ部７０が四つ横並びで設けられている。よって、各コネクタ部７０の開口方向は、カバー３０と平行つまり回路基板５１と平行とされている。ハウジング部６２は、図１６及び図１７に示すように、バスバー収容部６６及びヒューズ装着部６５の双方の前部を覆うように前方から組み付けられ、この組み付けにより、各コネクタ部７０内に対応するバスバー５２及び端子６８を突出して配する。そして、各コネクタ部７０内には前方から相手側コネクタ（図示せず）が嵌合され、この嵌合により、バスバー５２及び端子６８が相手側コネクタに収容された相手側端子と電気的に接続される。ヒューズボックス６１の上端幅方向ほぼ中央には、撓み可能な係止片７１が設けられ、この係止片７１の先端爪部７２がハウジング部６２に設けられた係止受け部７３を弾性的に引掛けることで、ハウジング部６２がヒューズボックス６１に仮止めされ、その後に、ビス孔７８にビス（図示せず）を通すことで固定される。

一方、ケースの前端部に配された下側コネクタ部２０は、図８に示すように、合成樹脂材によって形成され、フード状をなして前方に開口するコネクタ部２２を三つ横並びで備えている。そして、下側コネクタ部２０は、回路基板５１の下端縁ほぼ全幅に亘る長さをもって形成され、その上面の高さ位置は上側コネクタ部６０よりも概ね下位にあり、後方から視ると上側コネクタ部６０の陰に隠れるようになっている。
各コネクタ部２２の奥壁には、図１６及び図１７に示すように、端子２１が圧入により装着され、装着される端子２１はコネクタ部２２の内側に突出して配され、その先端部は奥壁後面から後方へ延出したあと途中で直角曲げされ、その先端が回路基板５１のスルーホール５４に挿通されて回路基板５１に裏面側に半田付けにより接続される。また、下側コネクタ部２０の両端部には固結部２３が側方へ張り出して形成され、この固結部２３が枠体１１の支持柱１３に載せられてビスにより枠体１１に固定される。さらに、下側コネクタ部２０には、図１７に示すように、回路基板５１側へ突出する固定部２８が設けられ、下方から通されるネジ８５によって回路基板５１に固定されるようになっている。そして、各コネクタ部２２の内側には前方から相手側コネクタ（図示せず）が嵌合され、相手側コネクタに収容された相手側端子と対向する端子２１が電気的に接続される。

次に、上記構成からなる電気接続箱Ｂの製造方法を説明する。まず、図２に示すように、導電性金属板を基に、矩形状の外枠５７の内側に所定パターンで配列されたバスバー５２を形成する。このとき、バスバー５２同士は所定箇所で連結部５８を介して互いにつながっており、かつ、バスバー５２と外枠５７との間も所定箇所で連結部５８によってつながっている。
続いて、図３に示すように、バスバー５２と回路基板５１との間に接着性のある絶縁シート材５３を介在させ、バスバー５２と回路基板５１とを一体的に貼着する。

次いで、図４に示すように、バスバー５２の先端部を下向きに曲げ、回路基板５１の表面側に突出しないよう退避させる。その状態で、回路基板５１の表面にスクリーン印刷等により半田（鉛を含まないものが好ましい）を塗布し、この半田上に電気部品１４を載せた後、高温炉に通して半田を溶解させる。これにより、図５に示すように、回路基板５１の表面にリレー等の電気部品１４が実装される。

その後、図６から図７にかけて示すように、バスバー５２の先端部を上向きに曲げて回路基板５１の表面側に突出させるとともに連結部５８を切断してバスバー５２を外枠５７から分離させる。これと前後して、図８に示すように、下側コネクタ部２０に前方つまり矢線方向から端子２１を圧入によって装着し、後面から突出する部分を途中で直角曲げして略Ｌの字に形成する。そして、図９に示すように、下側コネクタ部２０を回路基板５１の表面に載せるとともに、その載置過程で端子２１の先端を対応する回路基板５１のスルーホール５４に貫通させ、固定部２８をネジ８５で固定し、回路基板５１の裏面側にてフロー半田等により半田接続する。これにより、回路構成体５０の組み付けが完了する。

次に、図１０に示すように、回路構成体５０を枠体１１の内側に嵌め込み、回路構成体５０及び枠体１１の双方の裏面側に接着材を塗布する。さらに放熱板１２の表面にも絶縁性の接着材を塗り、図１１に示すように、回路構成体５０と放熱板１２とを双方の接着材を介して一体的に取り付ける。そして、放熱板１２を枠体１１にビス止めし、放熱板１２と枠体１１との間を密着させる。これにより、ロアケース１０の組み付けが完了する。

続いて、枠体１１内にゲルを投入して回路基板５１の表面をゲルで被覆し、もって防水性を確保した上で、図１２に示すように、上方つまり矢線方向からカバー３０を組み付ける。カバー３０のロック片３１がロアケース１０のロック突部１８に弾性的に係止されるとともに、取付部３３から支持柱１３にかけてビス９２が螺挿されることで、カバー３０がロアケース１０に固定される。そして、図１４に示すように、予め端子６８が装着されたヒューズボックス６１をケースの後端縁に組み付ける。ヒューズボックス６１の組み付けに伴ない、バスバー５２（図７に示すＡ群）はヒューズボックス６１における下側の端子装着孔６７に圧入により装着され、図１７に示すように、このバスバー５２の先端部と端子６８の先端部とが後付けされるヒューズ８０により電気的に接続される。次いで、図１５に示すように、ハウジング部６２をカバー３０の上面に沿ってスライドさせつつヒューズボックス６１の前面に組み付ける。この後、上側コネクタ部６０には前方から相手側コネクタが内嵌され、同じく下側コネクタ部２０には前方から相手側コネクタが内嵌される。

こうして完成される電気接続箱Ｂは、図１８に示すように、上側コネクタ部６０を上方に向けた縦向きの姿勢でリレーボックス等のボックス９５に収容され、その状態で放熱板１２の取付片１６を介してエンジンルームのフェンダー側の車両パネル９０に取付けられる。したがって、実際の使用態様において、上側コネクタ部６０及び下側コネクタ部２０の各コネクタ部２２、７０は、その開口を下方に向けて配され、上方から視ると下側コネクタ部２０は上側コネクタ部６０の陰に隠れるようになる。

ここで、相手側コネクタに収容された相手側端子は電線の端末に接続されているから、上側コネクタ部６０及び下側コネクタ部２０の各コネクタ部２２、７０から多数の電線（以下、電線群という）が下方に向けて延出することになる。この場合に、上側コネクタ部６０のコネクタ部７０から引き出される電線群はカバー３０の表面に沿って回路基板５１と平行で、かつ下方に向けて延出し、途中で下側コネクタ部２０のコネクタ部２２上を通過してケース外下方に延出する。一方、下側コネクタ部２０のコネクタ部２２から引き出される電線群はそのままケース外下方に延出するから、双方の電線群がケース外にて内外で重なり合うこととなり、もって両電線群を一体的に取り回すことが可能となる。その結果、電線群を一つに束ねる等の作業を難なく行うことができる。また、電線群がカバー３０の表面に沿って引き出されるから、ケースの前面外方のスペースを有効に利用することができる。

このように本実施形態によれば、上側コネクタ部６０及び下側コネクタ部２０の各コネクタ部２２、７０が相手側コネクタに対する嵌合方向を回路基板５１と平行かつ同一方向に向けているから、相手側コネクタから導出される電線を回路基板５１と平行かつ同一方向に設定でき、電線を具合よく取り回すことができる。また、下側コネクタ部２０は上方から視ると上側コネクタ部６０の陰に隠れるように配置されているから、電線の取り回しが一層良好となる。

また、ケースが縦置き、つまり回路基板５１が縦置きとされ、上側コネクタ部６０及び下側コネクタ部２０の各コネクタ部２２、７０がフード状に形成され、その開口を下方に向けた状態で配されるから、仮にケースに上方から水がかかっても、各コネクタ部２２、７０への浸水は回避でき、防水性を確保できる。さらに、かかる水は上側コネクタ部６０からしたたり落ちるから、下側コネクタ部２０に接触する可能性は低く、下側コネクタ部２０における防水性を一層良好に確保できる。

また、特定のバスバー５２（図７に示すＢ群）については曲げ加工により略コの字に折り返されてコネクタ部７０及び第一及び第二のフード部６３、６４の夫々に先端部が突出するようになっているから、かかる折り返し形状を形成するに際し、導体間の接点を設けなくて済み、この部分での接触抵抗の発生を回避できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明においては、バスバーと上側コネクタ部に収容される端子とを溶接もしくは圧接によって連結しても構わない。あるいは、バスバーと上側コネクタ部に収容される端子とを中継部材、例えば中継端子を介して連結しても構わない。これにより、曲げ加工するのが困難な事情があるときでも、折り返し形状等の種々の形状を形成することができる。
（２）本発明においては、回路基板上に複数のコネクタ部が設けられ、各コネクタ部は、少なくとも相手側コネクタとの嵌合部をケースの外面に露出させており、相手側コネクタに対する嵌合方向を回路基板と平行かつ同一方向に向けているだけでもよい。これにより、電線の取り回しを良好にできる。

本発明の実施形態にかかる電気接続箱の斜視図 外枠の内側にバスバーを形成した状態を示す斜視図 バスバーに回路基板を貼着する状態を示す斜視図 バスバーの先端部を下向きに曲げた状態を示す斜視図 回路基板の表面に電気部品を実装した状態を示す斜視図 バスバーの先端部を上向きに曲げた状態を示す斜視図 外枠を切り離した状態を示す斜視図 下側コネクタ部に端子を装着する状態を示す斜視図 回路基板に下側コネクタ部を接続した状態を示す斜視図 枠体に回路構成体を組み付ける状態を示す斜視図 枠体に放熱板を組み付ける状態を示す斜視図 ロアケースにカバーを覆蓋する状態を示す斜視図 ヒューズボックスに端子を装着する状態を示す斜視図 ケースにヒューズボックスを組み付ける状態を示す斜視図 ヒューズボックスにハウジング部を組み付ける状態を示す斜視図 バスバー収容部における側断面図 ヒューズ装着部における側断面図 使用状態を示す概略図

符号の説明

Ｂ…電気接続箱
１０…ロアケース
１４…電気部品
２０…下側コネクタ部（ケースの下端部に位置するコネクタ部）
２２…コネクタ部（下側コネクタ部に備えられているもの）
３０…カバー
５２…バスバー
６０…上側コネクタ部（ケースの上端部に位置するコネクタ部）
７０…コネクタ部（上側コネクタ部に備えられているもの）

Claims (4)

1. 回路基板を内蔵したケースと、前記回路基板上に設けられ少なくとも相手側コネクタとの嵌合部が前記ケースの外面に露出する複数のコネクタ部と、各コネクタ部に端部を収容させるとともに前記回路基板の導通路と接続される導電部材とを備えた電気接続箱において、
   前記各コネクタ部は、前記相手側コネクタに対する嵌合方向を前記回路基板と平行かつ同一方向に向けており、
   前記回路基板は縦置きとされ、
   前記各コネクタ部は、フード状に形成され、その内側に前記導電部材の端部を突出させており、かつ、その開口を下方に向けた状態で配されており、
   前記各コネクタ部は、前記回路基板の上下に分かれて配されており、
   前記各コネクタ部のうち前記回路基板の下方に位置するコネクタ部は、上方から視ると前記回路基板の上方に位置するコネクタ部の陰に隠れるように配されており、
   前記回路基板の上方に位置するコネクタ部は、ヒューズボックスとハウジング部とに分割可能とされており、
   前記ハウジング部は、前記ヒューズボックスにビス止めにより組み付けられることにより、前記回路基板の上方に位置するコネクタ部内に前記導電部材の端部を突出して配すると共に、前記ヒューズボックスから露出していることを特徴とする電気接続箱。
2. 前記導電部材は曲げ加工により折り返されて前記コネクタ部内に端部が突出していることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
3. 前記導電部材は、バスバーと前記コネクタ部に収容される端子とから構成され、前記バスバーに前記端子を溶接もしくは圧接によって連結していることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
4. 前記導電部材は、バスバーと前記コネクタ部に収容される端子と両者をつなげる中継部材とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。

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